Çift ok uçlu ökzetik kafes yapının mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of double arrowhead auxetic lattice structure
- Tez No: 1018218
- Danışmanlar: PROF. BUKET OKUTAN BABA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Çift ok uçlu ökzetik yapı, negatif Poisson oranı, sonlu elemanlar analizi, mekanik özellikler, modüler ökzetik yapı, Double arrow auxetic structures, negative Poisson ratio, finite element method, mechanical properties, modular auxetic structure
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, çift ok uçlu ökzetik yapıların tasarım parametrelerinde yapılan değişikliklerin mekanik performanslarını nasıl etkilediği, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Çalışma, ökzetik yapının mekanik karakteristiğini belirleyen birim hücre kalınlığı, genişliği ve hücre açısı olmak üzere üç temel geometrik parametrenin etkisi üzerine kurgulanmıştır. Ayrıca, birim hücre kalınlığının değiştirildiği kademelendirilmiş yapılar da incelenmiştir. Çift ok uçlu ökzetik yapıların basma, çekme ve üç nokta eğilme performansları, kuvvet – yer değiştirme, ezilme kuvvet verimliliği ve özgül enerji absorbsiyonu gibi çıktılar kullanılarak değerlendirilmiştir. Basma yüklemesi esnasında, yapı yoğunluğu artışının, özgül enerji emilimini artırmakla birlikte genellikle ezilme kuvvet verimliliğini düşürdüğü görülmüştür. Yapı yoğunluğunu artırmadan özgül enerji emilimini artıran parametreler de tespit edilmiştir. Çekme yüklemesinde, basma yüklemesinden farklı olarak, birim hücre açısının azaltılması hem elastik rijitliği hem de maksimum kuvveti artırmış olup yükleme yönünün deformasyon mekanizması üzerindeki farklı etkisini göstermiştir. Üç nokta eğme yüklemesinde ise, eğme yükünün uygulandığı orta bölgede kalın hücrelerin bulunmasının her yerde aynı hücre kalınlığına sahip referans yapıya göre dayanımı %60 artırdığı ve en verimli tasarım olduğu görülmüştür. Ayrıca, hücre parametrelerinde yapılan değişikliklerin yapıların hem çekme hem de basma yüklemesi altındaki Poisson oranına etkisi tespit edilmiştir. Çekme ve basmadaki Poisson oranları farkının %5-12 arasında olduğu görülmüştür. Çalışmanın, birim hücre genişliğini azaltarak ökzetiklik sınırının çekme yükü altında tespitine odaklanan özgün bölümünde, hücre kalınlık/genişlik oranının 5'e yaklaşması durumunda yapının ökzetik özelliğini yitirerek pozitif Poisson oranına sahip olduğu saptanmıştır. Tezin son bölümünde modüler bir montaj yöntemi önerisi sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In this study, the effects of modifications in the design parameters of double arrowhead auxetic structures on their mechanical performance were investigated using the finite element method. The research focused on three key geometric parameters that determine the mechanical characteristics of the auxetic structure: unit cell thickness, width, and cell angle, as well as functionally graded structures with varying thicknesses. The compression, tension, and three-point bending performances of the double arrowhead auxetic structures were evaluated using outputs such as force displacement, crush force efficiency, and specific energy absorption. The results show that increasing relative density improved specific energy absorption during compressive loading but generally reduced crush force efficiency. Parameters that increase specific energy absorption without increasing structural density were also identified. In tensile loading, unlike compressive loading, reducing the unit cell angle increased both elastic stiffness and maximum force, highlighting the different effects of the loading direction on the deformation mechanism. Under three-point bending, the graded thickness structure with a thicker middle section increased bending strength by 60% compared to the reference structure. Furthermore, the effect of modifications in cell parameters on the Poisson's ratio of the structures under both tensile and compressive loading was determined. The difference between the Poisson's ratios in tension and compression ranged from 5% to 12%. In a unique section of the study, which examined the auxeticity limit under tensile load by reducing the unit cell width, it was found that the structure loses its auxetic property and acquires a positive Poisson's ratio when the cell thickness-to-width ratio approaches 5. In the final section of the thesis, a modular assembly method is proposed.
Benzer Tezler
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA
- Predicting mechanical behaviour of auxetic lattice structures using finite element analysis and machine learning
Sonlu elemanlar analizi ve makine öğrenimi kullanılarak öksetik kafes yapılarının mekanik davranışının tahmin ediılmesi
YAMAN ARSLANCA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ULAŞ YAMAN
DOÇ. DR. SEZER ÖZERİNÇ
- Çift ok uçlu ökzetik çekirdeğe sahip sandviç yapıların darbe davranışının incelenmesi
Investigation of the impact behavior of sandwich structure with double arrowhead auxetic core
UĞUR KAYACAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
DR. KADİR GÜNAYDIN
- Hibrit kavun (Cucumis melo var. cantalupensis) ıslahında tekli, üçlü ve çift melezlerde heterozis üzerinde araştırmalar
Heterosis studies on single, triple and double crosses hybrids in melon (Cucumis melo var. cantalupensis) breeding
NİHAT YILMAZ
- Nesnelerin internetinde görüntü şifreleme için kaos tabanlı yeni bir yaklaşım geliştirilmesi
Development of a novel chaos-based approach for image encryption in the internet of things
MUHAMMED SAADETDİN KAYA
Doktora
Türkçe
2026
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİnönü ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KENAN İNCE